DE19938401A1

DE19938401A1 - Method for controlling a cold cathode discharge light source and device

Info

Publication number: DE19938401A1
Application number: DE1999138401
Authority: DE
Inventors: Joerg Jehlicka; Werner Knee; Arndt Wagner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-08-13
Filing date: 1999-08-13
Publication date: 2001-03-08
Also published as: WO2001013684A1

Abstract

Disclosed are a method and a device for controlling a cold cathode light discharge source whereby, initially, an oscillator is separately excited, and the voltage rise so produced is transformed by a transformer connected to the oscillator current. Effective dimming can be obtained both through pulse-width modulation and through frequency modulation without any further need to re-ignite the cold cathode light discharge source.

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist aus der DE 197 17 307 C1 ein Verfahren zur Dimmung einer im Sekundärkreis eines Transformators angeordneten Leuchtstofflampe bekannt, bei der über zwei im Gegentakt angesteuerte Schalter ein eine Kapazität, eine sekundärseitige Induktivität eines Transformators und eine Leuchtstofflampe enthaltender Schwingkreis auf der Sekundärseite des Transformators derart in Schwingungen versetzt wird, daß das Gas in der Leuchtstofflampe ionisiert wird und danach ein Normalbetrieb der Leuchtstofflampe erfolgt. Um dies zu gewährleisten, wird durch den in dem Sekundärkreis angeordneten Schwingkreis zunächst ein Spannungspuls erzeugt, so daß die Lampe anschließend aufgrund der durch den Spannungspuls hervorgerufenen Ionisation bei einer niedrigeren Zündspannung flackerfrei zünden kann. Um Überspannungen zu vermeiden, ist auf der Primärseite des Transformators ein Überspannungsschutz aus Zenerdioden angeordnet. The invention is based on a method of the generic type of the main claim. It is from DE 197 17 307 C1 Procedure for dimming one in the secondary circuit Transformer arranged fluorescent lamp known, at one via two push-pull switches Capacitance, a secondary inductance of a Transformer and a fluorescent lamp Resonant circuit on the secondary side of the transformer like this is vibrated that the gas in the Fluorescent lamp is ionized and then normal operation the fluorescent lamp. To ensure this, by the resonant circuit arranged in the secondary circuit first generated a voltage pulse so that the lamp then due to the voltage pulse induced ionization at a lower Ignition voltage can ignite without flickering. To surges too avoid is on the primary side of the transformer Surge protection made of zener diodes.

Advantages of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß ein Schwingkreis auf der Primärseite des Transformators vorgesehen ist. Da die Spannungsüberhöhung nun nicht auf der Sekundärseite des Transformators, also auf der Hochspannungsseite erzeugt wird, ist eine Ausführung des Schwingkreises auch mit Bauteilen möglich, die nicht hochspannungsfest sind. Ferner wird eine Spule für den Schwingkreis vorgesehen, so daß auf eine spezielle Ausgestaltung des Transformators verzichtet werden kann. Durch die entsprechende Wahl der Induktivität und des Ohmschen Widerstands der Spule kann dabei die Dämpfung des Schwingkreises derart ausgelegt werden, daß eine schädliche Überspannung nicht auftreten kann, durch die Bauteile beschädigt oder Überschläge entstehen können.The inventive method with the features of The main claim has the advantage that a Resonant circuit on the primary side of the transformer is provided. Since the voltage surge is now not on the Secondary side of the transformer, i.e. on the High voltage side is an embodiment of the Resonant circuit also possible with components that are not are resistant to high voltages. Furthermore, a coil for the Resonant circuit provided so that on a special Design of the transformer can be dispensed with. By the appropriate choice of inductance and Ohmic resistance of the coil can dampen the Resonant circuit be designed so that a harmful Overvoltage cannot occur due to the components damaged or arcing.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich. Besonders vorteilhaft ist es, daß ein Gleichspannungsanteil auf der Primärseite beziehungsweise der Sekundärseite des Transformators durch einen Entkopplungskondensator entfernt wird. Hierdurch wird vermieden, daß ein dem Wechselstrom überlagerter Gleichstrom durch die Kaltkathodenentladungslichtquelle fließt und z. B. eine Zerstörung der Elektroden durch hierdurch bedingte Sputterprozesse erfolgt.By the measures listed in the subclaims advantageous further developments and improvements of the Main claim specified procedure possible. Especially It is advantageous that a DC voltage component on the Primary side or the secondary side of the Transformer removed by a decoupling capacitor becomes. This prevents an alternating current superimposed direct current through the Cold cathode discharge light source flows and z. Legs Destruction of the electrodes due to this Sputtering processes take place.

Weiterhin ist es vorteilhaft, die Verbindung der Spannungsquelle zu dem Primärkreis durch einen zweiten Schalter zumindest zeitweise zu unterbrechen. Hierdurch ist es möglich, die Lichtquelle nur für bestimmte Zeitintervalle zu betreiben, so daß auf diese Weise eine Dimmung der Lichtquelle in der Form einer sogenannten Pulsweitenmodulation möglich ist, indem die Dauer regelmäßig wiederkehrender Unterbrechungen variiert wird.It is also advantageous to connect the Power source to the primary circuit through a second Interrupt switches at least temporarily. This is it is possible to use the light source only for certain time intervals to operate, so that a dimming of the Light source in the form of a so-called Pulse width modulation is possible by keeping the duration regular recurring interruptions is varied.

Es ist weiterhin vorteilhaft, eine Dimmung durch eine Variation der Frequenz zu erreichen, mit welcher der Zustand des ersten Schalters zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand gewechselt wird. Denn da der Schwingkreis durch diesen Schaltvorgang zu einer Schwingung angeregt wird, und da die Spannungsüberhöhung von der Frequenz abhängig ist, mit der die Schaltung erfolgt, ist durch eine Beeinflussung dieser Frequenz ebenfalls eine Dimmung der Lichtquelle möglich. Das erreichbare Dimmverhältnis ist hierbei größer als bei einer Pulsweitenmodulation und kann durch eine Kombination mit einer Pulsweitenmodulation noch weiter vergrößert werden.It is also advantageous to use dimming Varying the frequency with which to achieve the state the first switch between the first state and the second state is changed. Because there the resonant circuit excited by this switching process to oscillate will, and since the voltage increase from frequency is dependent on with which the switching takes place is by a Influencing this frequency also dims the Light source possible. The achievable dimming ratio is larger than with pulse width modulation and can through a combination with pulse width modulation be further enlarged.

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß der erste Schalter in einem ersten Zeitintervall mit einer ersten Frequenz und in einem zweiten Zeitintervall mit einer zweiten Frequenz zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand geschaltet wird. Hierbei ist die erste Frequenz aus dem Bereich der Resonanzfrequenz des Schwingkreises gewählt. Die zweite Frequenz ist dagegen entfernt von der Resonanzfrequenz des Schwingkreises gewählt. Dabei ist jedoch die Spannungsüberhöhung des Schwingkreises noch so groß, daß zumindest eine minimale Brennspannung an der Kaltkathodenentladungslichtquelle anliegt und somit eine Gasentladung in der Kaltkathodenentladungslichtquelle erhalten bleibt. Erfolgt nun wieder eine Anregung des Schwingkreises mit der ersten Frequenz, so ist kein erneutes Zünden für eine Entladung erforderlich, da hinreichend viele Ladungsträger vorhanden sind. Auf ein erneutes Anlegen einer hohen Zündspannung kann verzichtet werden. Nur noch eine Betriebsspannung der Lichtquelle, die niedriger als die Zündspannung ist, muß aufgebracht werden. Insbesondere bei stark gedimmtem Betrieb ist hierdurch noch ein stabiler Betrieb der Lichtquelle möglich. Außerdem muß bei der Umschaltung auf die erste Frequenz keine Energie für die Ionisation des Plasmas in der Kaltkathodenentladungslichtquelle aufgewandt werden, so daß die Helligkeit bei gleicher, von der Schaltung aufgenommener Leistung erhöht wird.It is also advantageous that the first switch in a first time interval with a first frequency and in a second time interval with a second frequency is switched between the first and the second state. Here the first frequency is in the range of Resonance frequency of the resonant circuit selected. The second Frequency, on the other hand, is distant from the resonance frequency of the Resonant circuit selected. However, the is Voltage surge of the resonant circuit is still so large that at least a minimal burning voltage at the Cold cathode discharge light source is present and thus a Gas discharge in the cold cathode discharge light source preserved. If the Resonant circuit with the first frequency, so there is no renewed Ignition required for a discharge, as there are enough Load carriers are present. To put on again high ignition voltage can be dispensed with. Only one more Operating voltage of the light source lower than that Ignition voltage must be applied. Especially at heavily dimmed operation is still more stable Operation of the light source possible. In addition, the Switching to the first frequency no energy for that Ionization of the plasma in the Cold cathode discharge light source are used so that the brightness at the same, recorded by the circuit Performance is increased.

Weiterhin ist es vorteilhaft, eine Vorrichtung zur Ansteuerung einer Kaltkathodenentladungslichtquelle vorzusehen, wobei der in dem Primärkreis angeordnete Schwingkreis, der zumindest einen Kondensator und eine Spule aufweist, in einfacher Weise realisierbar und abstimmbar ist. Es müssen keine hochspannungsfesten Bauteile in dem Primärkreis verwendet werden. Auf zusätzliche Elemente zum Schutz gegen Überspannungen kann verzichtet werden.It is also advantageous to have a device for Control of a cold cathode discharge light source to provide, the arranged in the primary circuit Resonant circuit that has at least one capacitor and one coil has, can be realized and tuned in a simple manner is. There are no high-voltage-resistant components in the Primary circuit can be used. On additional items for Protection against overvoltages can be dispensed with.

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß die Ansteuerung des ersten und/oder des zweiten Schalters über einen Mikrocontroller oder einen Mikroprozessor erfolgt und auf diese Weise eine variable und an die entsprechende Situation angepaßte Ansteuerungsform gewählt wird. Bei der Verwendung der Vorrichtung zur Hinterleuchtung einer Anzeige in einem Kraftfahrzeug können Mikrocontroller bzw. Mikroprozessoren mitbenutzt werden, die für die Auswertung der in einem Kombinationsinstrument oder einem Navigationsgerät darzustellenden Daten bereits vorhanden sind.It is also advantageous that the control of the first and / or the second switch via a microcontroller or a microprocessor and in this way one variable and adapted to the corresponding situation Control form is selected. When using the Device for backlighting a display in one Motor vehicles can use microcontrollers or microprocessors be used for the evaluation of the in one Combination instrument or a navigation device data to be displayed already exist.

drawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ansteuerung einer Kaltkathodenentladungslichtquelle, die Fig. 2, 2a, 3, 4, 6 und 7 zeigen weitere Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Ansteuerung, Fig. 5 zeigt ein erfindungsgemäßes Taktsignal für eine Pulsweitenmodulation und ein an der Sekundärseite des Transformators auftretendes Spannungssignal, Fig. 8 zeigt den Zusammenhang zwischen der an der Sekundärseite des Transformators auftretenden Spannung und der Anregungsfrequenz des Schwingkreises vor und nach einer Zündung der Lichtquelle, Fig. 9 einen Spannungsverlauf bei einer ersten Dimmung mittels einer Frequenzvariation, Fig. 10 ein Spannungsverlauf bei einer zweiten Dimmung mittels einer Frequenzvariation und Fig. 11 ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Ansteuerung einer Kaltkathodenentladungslichtquelle.Embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the following description. In the drawings Fig. 1 shows an embodiment of an inventive device for driving a cold cathode discharge light source, Figs. 2, 2a, 3, 4, 6 and 7 show further embodiments of a control, the invention FIG. 5 shows an inventive clock signal for a pulse width modulation and on the Voltage signal occurring on the secondary side of the transformer, FIG. 8 shows the relationship between the voltage occurring on the secondary side of the transformer and the excitation frequency of the resonant circuit before and after ignition of the light source, FIG. 9 shows a voltage curve during a first dimming by means of a frequency variation, FIG. 10 a voltage curve in a second dimming by means of a frequency variation and FIG. 11 a method according to the invention for controlling a cold cathode discharge light source.

Description of the embodiment

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zur Ansteuerung einer Kaltkathodenentladungslichtquelle 1 dargestellt. Die Kaltkathodenentladungslichtquelle 1 verfügt über einen ersten Anschluß 161 und einen zweiten Anschluß 162. Der erste Anschluß 161 ist mit einem ersten sekundärseitigen Anschluß 17 eines Transformators 2 verbunden. Der zweite Anschluß 162 ist mit einem zweiten sekundärseitigen Anschluß 18 des Transformators 2 verbunden. Parallel zu einer Primärseite des Transformators 2 ist ein erster Kondensator 4 geschaltet, wobei über den ersten Kondensator 4 ein erster primärseitiger Anschluß 5 des Transformators 2 mit einem zweiten primärseitigen Anschluß 7 des Transformators 2 verbunden ist. Der erste primärseitige Anschluß 5 des Transformators 2 ist mit Masse 6 verbunden. Der zweite primärseitige Anschluß 7 des Transformators 2 ist über eine Spule 8 und einen zweiten Kondensator 9 mit einem ersten Schalter 10 verbunden. In einem ersten Zustand des ersten Schalters 10 verbindet der erste Schalter 10 den zweiten primärseitigen Anschluß 7 des Transformators 2 über die Spule 8 und den zweiten Kondensator 9 mit einem ersten Pol 11 einer Gleichspannungsquelle 12. Ein zweiter Pol 13 der Gleichspannungsquelle 12 ist mit Masse 6 verbunden. In einem zweiten Zustand des ersten Schalters 10 ist der zweite Anschluß 7 des Transformators 2 über die Spule 8 und den zweiten Kondensator 9 ebenfalls mit Masse 6 verbunden. Der erste Schalter 10 ist durch einen ersten Taktgenerator 14 steuerbar, indem über eine in der Fig. 1 gestrichelt eingezeichnete erste Leitung 15 ein Taktsignal übermittelt wird, durch das der erste Schalter 10 zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand geschaltet wird. Der Transformator 2 ist über den ersten und den zweiten primärseitigen Anschluß 5, 7 somit mit einem Primärkreis verbunden, dessen Beschaffenheit von dem Zustand des ersten Schalters 10 abhängig ist. Ferner ist der Transformator über den ersten und den zweiten sekundärseitigen Anschluß 17, 18 mit einem Sekundärkreis verbunden, der zumindest die Kaltkathodenentladungslichtquelle 1 beinhaltet.In Fig. 1 illustrates an apparatus for driving a cold cathode discharge light source 1. The cold cathode discharge light source 1 has a first connection 161 and a second connection 162 . The first connection 161 is connected to a first connection 17 on the secondary side of a transformer 2 . The second connection 162 is connected to a second connection 18 on the secondary side of the transformer 2 . A first capacitor 4 is connected in parallel with a primary side of the transformer 2 , a first primary-side terminal 5 of the transformer 2 being connected to a second primary-side terminal 7 of the transformer 2 via the first capacitor 4 . The first connection 5 on the primary side of the transformer 2 is connected to ground 6 . The second primary-side connection 7 of the transformer 2 is connected to a first switch 10 via a coil 8 and a second capacitor 9 . In a first state of the first switch 10 of first switch 10 7 connects the second primary-side terminal of the transformer 2 through the coil 8 and the second capacitor 9 to a first pole 11 of a direct voltage source 12th A second pole 13 of the DC voltage source 12 is connected to ground 6 . In a second state of the first switch 10 , the second connection 7 of the transformer 2 is likewise connected to ground 6 via the coil 8 and the second capacitor 9 . The first switch 10 can be controlled by a first clock generator 14 , in that a clock signal is transmitted via a first line 15 shown in broken lines in FIG. 1, by means of which the first switch 10 is switched between the first and the second state. The transformer 2 is thus connected via the first and the second primary-side connections 5 , 7 to a primary circuit, the nature of which depends on the state of the first switch 10 . Furthermore, the transformer is connected via the first and the second connection 17 , 18 on the secondary side to a secondary circuit which contains at least the cold cathode discharge light source 1 .

Die Kaltkathodenentladungslichtquelle 1 ist vorzugsweise eine Kaltkathodenfluoreszenzlampe, also eine Lichtquelle, bei der vorzugsweise durch eine Gasentladung eine Stoßanregung vorzugsweise von Atomen, z. B. von Quecksilber oder Xenonatomen, UV-Licht erzeugt und durch eine an der Lampenoberfläche angebrachte Phosphorschicht in sichtbares Licht umgewandelt wird. Ferner sind jedoch auch Kaltkathodenentladungslichtquellen ohne eine Phosphorschicht denkbar, zum Beispiel Neonentladungslampen für die Fahrzeugbeleuchtung, die zum Beispiel für Bremsleuchten verwendet werden und bei denen für die Erzeugung sichtbaren Lichtes keine zusätzliche Phosphorschicht erforderlich ist.The cold cathode discharge light source 1 is preferably a cold cathode fluorescent lamp, that is to say a light source in which a shock excitation, preferably of atoms, e.g. B. from mercury or xenon atoms, UV light and is converted into visible light by a phosphor layer attached to the lamp surface. However, cold cathode discharge light sources without a phosphor layer are also conceivable, for example neon discharge lamps for vehicle lighting, which are used, for example, for brake lights and in which no additional phosphor layer is required for the generation of visible light.

Für das Zünden der Kaltkathodenentladungslichtquelle ist es erforderlich, daß sich eine hinreichend hohe Ionisation in der Entladungsstrecke zwischen den Elektroden der Kaltkathodenentladungslichtquelle einstellt, so daß bei einer anliegenden Betriebsspannung eine selbständige Gasentladung erfolgt. Um diese Zündspannung und auch um die Betriebsspannung zu erreichen, muß die von der Gleichspannungsquelle 12 ausgegebene Spannung durch die nachfolgende Schaltung erhöht werden. Die Gleichspannungsquelle 12 ist dabei zum Beispiel die Batterie in einem Kraftfahrzeug, die vorzugsweise eine Spannung von ca. 12 Volt aufweist. In einem ersten Schritt wird hierzu mit Hilfe eines Schwingkreises, der aus der Spule 8 und dem ersten Kondensator 4 besteht, eine Spannungsüberhöhung erzeugt. Die Spannungsüberhöhung erreicht man dadurch, daß der erste Schalter 10 zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand mit einer Frequenz hin und her geschaltet wird, die ungefähr der Resonanzfrequenz des Schwingkreises entspricht. Die Resonanzfrequenz ergibt sich dabei aus einer Induktivität der Spule 8 und einer Kapazität des ersten Kondensators 4. Zusätzlich muß für die Berechnung der Resonanzfrequenz auch eine primärseitige Induktivität des Transformators 2 berücksichtigt werden, die parallel zu dem ersten Kondensator 4 geschaltet ist.For the ignition of the cold cathode discharge light source, it is necessary that a sufficiently high ionization occurs in the discharge path between the electrodes of the cold cathode discharge light source, so that an independent gas discharge takes place when an operating voltage is present. In order to achieve this ignition voltage and also to achieve the operating voltage, the voltage output by the DC voltage source 12 must be increased by the following circuit. The DC voltage source 12 is, for example, the battery in a motor vehicle, which preferably has a voltage of approximately 12 volts. In a first step, a voltage surge is generated with the aid of an oscillating circuit consisting of the coil 8 and the first capacitor 4 . The voltage increase is achieved in that the first switch 10 is switched back and forth between the first state and the second state at a frequency which approximately corresponds to the resonant frequency of the resonant circuit. The resonance frequency results from an inductance of the coil 8 and a capacitance of the first capacitor 4 . In addition, a primary-side inductance of the transformer 2 , which is connected in parallel with the first capacitor 4 , must also be taken into account for the calculation of the resonance frequency.

Im folgenden wird nun die Erzeugung der Spannungsüberhöhung erläutert. In dem ersten Zustand des ersten Schalters 10 wird der erste Kondensator 4 zunächst aufgeladen. Wird anschließend über den ersten Taktgenerator 14 und die erste Leitung 15 der erste Schalter 10 in den zweiten Zustand geschaltet, so wird in entgegengesetzter Richtung ein Strom von dem ersten Kondensator 4 durch die Spule 8 getrieben. Wird nun der erste Schalter 10 von dem zweiten Zustand wieder in den ersten Zustand geschaltet, erhöht sich die an den ersten Kondensator 4 anliegende Spannung durch die von der Spule 8 erzeugte Induktionsspannung. Geht der erste Schalter 10 nun wieder in den zweiten Zustand über, wird hierdurch wiederum der Strom erhöht, der von dem ersten Kondensator 4 durch die Spule 8 getrieben wird. Die erzeugte Überspannung ist dabei insbesondere von der Resonanzfrequenz des Schwingkreises, von der Frequenz, mit der der erste Schalter zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand hin und her geschaltet wird und von einem Ohmschen Widerstand der Spule 8 abhängig. Die an dem ersten Kondensator 4 anliegende Überspannung wird über den ersten primärseitigen Anschluß 5 und den zweiten primärseitigen Anschluß 7 des Transformators 2 abgegriffen und in einem anschließenden Schritt durch den Transformator 2 weiter hochtransformiert und somit über den ersten Anschluß 161 und den zweiten Anschluß 162 an die Kaltkathodenentladungslichtquelle 1 angelegt. Da die Spannungsüberhöhung, also die an dem ersten Kondensator 4 anliegende Spannung, mit zunehmender Nähe einer Anregungsfrequenz des Schwingkreises zu einer Resonanzfrequenz des Schwingkreises zunimmt, kann die Spannung über eine Variation einer Schaltfrequenz des ersten Schalters 10 zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand gesteuert werden. Wird also eine Frequenz, mit welcher der erste Taktgenerator 14 den ersten Schalter 10 ansteuert bezüglich der Resonanzfrequenz vergrößert oder verkleinert, so sinkt die an der Kaltkathodenentladungslichtquelle 1 anliegende Spannung. Auch durch das Zünden der Kaltkathodenentladungslichtquelle 1 wird der Schwingkreis beeinflußt, da der Ohmsche Widerstand der Kaltkathodenentladungslichtquelle 1 nach dem Zünden sehr stark absinkt und über den Transformator 2 auf den Primärkreis wirkt.The generation of the voltage surge is now explained below. In the first state of the first switch 10 , the first capacitor 4 is initially charged. If the first switch 10 is then switched to the second state via the first clock generator 14 and the first line 15 , a current is driven in the opposite direction by the first capacitor 4 through the coil 8 . If the first switch 10 is now switched from the second state to the first state again, the voltage applied to the first capacitor 4 increases due to the induction voltage generated by the coil 8 . If the first switch 10 now changes back to the second state, this in turn increases the current which is driven by the first capacitor 4 through the coil 8 . The overvoltage generated is in particular dependent on the resonance frequency of the resonant circuit, the frequency with which the first switch is switched back and forth between the first and the second state, and an ohmic resistance of the coil 8 . The overvoltage applied to the first capacitor 4 is tapped via the first primary-side connection 5 and the second primary-side connection 7 of the transformer 2 and further transformed up in a subsequent step by the transformer 2 and thus via the first connection 161 and the second connection 162 to the Cold cathode discharge light source 1 applied. Since the voltage increase, that is to say the voltage applied to the first capacitor 4 , increases with increasing proximity of an excitation frequency of the resonant circuit to a resonant frequency of the resonant circuit, the voltage can be controlled by varying a switching frequency of the first switch 10 between the first and the second state. If a frequency with which the first clock generator 14 controls the first switch 10 is increased or decreased with respect to the resonance frequency, then the voltage applied to the cold cathode discharge light source 1 drops. The resonant circuit is also influenced by the ignition of the cold cathode discharge light source 1 , since the ohmic resistance of the cold cathode discharge light source 1 drops very strongly after the ignition and acts on the primary circuit via the transformer 2 .

Das Signal, mit dem der erste Taktgenerator 14 den ersten Schalter 10 ansteuert, ist vorzugsweise ein Rechtecksignal, das zwischen zwei Spannungswerten wechselt. Bei einem ersten Spannungswert, den das Rechtecksignal aufweist, ist der erste Schalter 10 in dem ersten Zustand und bei einem zweiten Spannungswert in dem zweiten Zustand. Der erste Taktgenerator 14 ist hierzu vorzugsweise als ein üblicher Signalgenerator ausgeführt.The signal with which the first clock generator 14 controls the first switch 10 is preferably a square-wave signal that changes between two voltage values. The first switch 10 is in the first state at a first voltage value that the square-wave signal has and in the second state at a second voltage value. For this purpose, the first clock generator 14 is preferably designed as a conventional signal generator.

Der zweite Kondensator 9 dient als ein Entkopplungskondensator. Durch ihn soll vermieden werden, daß zusätzlich zu dem Wechselstrom ein Gleichstrom durch den Schwingkreis, der zumindest den ersten Kondensator 4 und die Spule 8 umfaßt, und den Transformator 2 fließt. Bei einer sehr niederohmigen Primärseite des Transformators 2 entspricht ein derartiger Gleichstrom einem Kurzschluß. Durch den zweiten Kondensator 9 besteht ein Schutz der Kaltkathodenentladungslichtquelle 1 vor einem primärseitigen Gleichstrom.The second capacitor 9 serves as a decoupling capacitor. It is intended to prevent a direct current from flowing through the resonant circuit, which comprises at least the first capacitor 4 and the coil 8 , and the transformer 2 in addition to the alternating current. With a very low-resistance primary side of the transformer 2 , such a direct current corresponds to a short circuit. The second capacitor 9 protects the cold cathode discharge light source 1 from a primary-side direct current.

Typische Werte für die verwendeten Bauteile sind eine Kapazität von 680 nF für den ersten Kondensator 4, eine Induktivität von 10 mH für die Spule 8 sowie eine Kapazität zwischen 6,8 µF und 100 µF für den zweiten Kondensator 9. Eine optimale Anregungsfrequenz liegt dann bei einer Induktivität von 8 µH der Primärseite des Transformators 2 in einem Bereich von ca. 50 kHz. Eine Dimmung ist in einem Frequenzbereich zwischen 40 kHz und 80 kHz möglich.Typical values for the components used are a capacitance of 680 nF for the first capacitor 4 , an inductance of 10 mH for the coil 8 and a capacitance between 6.8 µF and 100 µF for the second capacitor 9 . An optimal excitation frequency is then at an inductance of 8 μH on the primary side of the transformer 2 in a range of approximately 50 kHz. Dimming is possible in a frequency range between 40 kHz and 80 kHz.

In der Fig. 2 ist auf einer Seite zwischen dem ersten sekundärseitigen Anschluß 17 des Transformators 2 und dem ersten Anschluß 161 der Kaltkathodenentladungslichtquelle 1 ein dritter Kondensator 3 angeordnet. Hier und im folgenden bezeichnen gleiche Bezugszeichen auch die gleichen Elemente entsprechend vorhergehender Figuren. Nicht in der Figur dargestellt, aber ebenfalls möglich ist eine Anordnung des dritten Kondensators 3 zwischen dem zweiten sekundärseitigen Anschluß 18 des Transformators 2 und dem zweiten Anschluß 162 der Kaltkathodenentladungslichtquelle 1. Ebenso wie der zweite Kondensator 9 dient der dritte Kondensator 3 zur Entkopplung einer möglichen Gleichspannung, die die Kaltkathodenentladungslichtquelle 1 zerstören könnte. Durch den zusätzlichen dritten Kondensator 3 ist eine bessere Entkopplung gewährleistet. Der dritte Kondensator 3 hat vorzugsweise eine Kapazität von 18 pF.In FIG. 2, a third capacitor 3 is arranged on one side between the first secondary connection 17 of the transformer 2 and the first connection 161 of the cold cathode discharge light source 1 . Here and in the following, the same reference symbols also denote the same elements corresponding to the previous figures. An arrangement of the third capacitor 3 between the second secondary connection 18 of the transformer 2 and the second connection 162 of the cold cathode discharge light source 1 is not shown in the figure, but is also possible. Like the second capacitor 9 , the third capacitor 3 is used to decouple a possible DC voltage that could destroy the cold cathode discharge light source 1 . The additional third capacitor 3 ensures better decoupling. The third capacitor 3 preferably has a capacitance of 18 pF.

In der Fig. 2a ist eine Parallelschaltung von einer ersten Kaltkathodenentladungslichtquelle 101 und einer zweiten Kaltkathodenentladungslichtquelle 102 dargestellt, die die Kaltkathodenentladungslichtquelle 1 in der Fig. 1 ersetzen. zwei Kaltkathodenentladungslichtquellen ersetzt wird. In Serie mit der ersten Lichtquelle 101, jedoch parallel zu der zweiten Lichtquelle 102 ist ein Kondensator 301 geschaltet. Ebenfalls ist in Serie mit der zweiten Lichtquelle 102 und parallel zu der ersten Lichtquelle 101 ein weiterer Kondensator 302 geschaltet. Der Kondensator 301 und der weitere Kondensator 302 dienen dazu, eine gleichmäßige Helligkeit der zwei Lichtquellen zu gewährleisten. In vergleichbarer Weise können auch in einem nicht in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel mehr als zwei Kaltkathodenentladungslichtquellen parallel geschaltet werden. FIG. 2a shows a parallel connection of a first cold cathode discharge light source 101 and a second cold cathode discharge light source 102 , which replace the cold cathode discharge light source 1 in FIG. 1. two cold cathode discharge light sources is replaced. A capacitor 301 is connected in series with the first light source 101 , but in parallel with the second light source 102 . Another capacitor 302 is also connected in series with the second light source 102 and in parallel with the first light source 101 . The capacitor 301 and the further capacitor 302 serve to ensure a uniform brightness of the two light sources. In a comparable manner, more than two cold cathode discharge light sources can also be connected in parallel in an exemplary embodiment not shown in the drawing.

In der Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ansteuerungsschaltung dargestellt. Die in der Fig. 3 dargestellte Schaltung unterscheidet sich von der in der Fig. 2 dargestellten Schaltung dadurch, daß der erste Schalter 10 direkt mit der Spule 8 verbunden ist und ein vierter Kondensator 20 zwischen dem zweiten primärseitigen Anschluß 7 des Transformators 2 und der Spule 8 bzw. dem ersten Kondensator 4 eingefügt ist. Die übrige Schaltung bleibt unverändert. Der vierte Kondensator 20 dient ebenfalls der Entkopplung einer Gleichspannung. Ob nun für ein Ausführungsbeispiel der dritte Kondensator 9 oder der vierte Kondensator 20 zur Entkopplung gewählt, oder ob sogar beide Kondensatoren eingefügt werden, hängt von der Auslegung der Ansteuerungsschaltung ab und ist experimentell an den verwendeten Typ der Kaltkathodenentladungslichtquelle 1 bzw. an die Auslegung der Schaltung anzupassen.In FIG. 3, another embodiment of the driving circuit according to the invention. The circuit shown in FIG. 3 differs from the circuit shown in FIG. 2 in that the first switch 10 is connected directly to the coil 8 and a fourth capacitor 20 between the second primary-side terminal 7 of the transformer 2 and the coil 8 or the first capacitor 4 is inserted. The rest of the circuit remains unchanged. The fourth capacitor 20 also serves to decouple a DC voltage. Whether the third capacitor 9 or the fourth capacitor 20 is selected for decoupling for an exemplary embodiment, or whether even both capacitors are inserted, depends on the design of the control circuit and is experimental on the type of cold cathode discharge light source 1 used or on the design of the circuit adapt.

In der Fig. 4 ist zwischen dem ersten Schalter 10 und dem ersten Pol 11 der Gleichspannungsquelle 12 ein zweiter Schalter 27 angeordnet. Der zweite Schalter 27 wird von einem zweiten Taktgenerator 25 über eine zweite Leitung 26 angesteuert. Der zweite Schalter kann über diese Ansteuerung zwischen einem geöffneten und einem geschlossenen Zustand geschaltet werden. Ist der zweite Schalter 27 geschlossen, so besteht eine leitende Verbindung zwischen dem ersten Schalter 10 und dem ersten Pol 11. Ist der zweite Schalter 27 geöffnet, so ist die leitende Verbindung zwischen dem ersten Schalter 10 und dem ersten Pol 11 der Gleichspannungsquelle 12 unterbrochen. Ist der zweite Schalter 27 geschlossen, so entspricht die dann vorliegende Schaltung dem in Fig. 2 erläuterten Ausführungsbeispiel. Ist der zweite Schalter 27 jedoch geöffnet, kann keine Anregung des aus der Spule 8 und dem ersten Kondensator 4 bestehenden Schwingkreises erfolgen, da die Verbindung zu der Gleichspannungsquelle 12 unterbrochen ist. Folglich wird der Schwingkreis entladen. Infolgedessen sinkt die an die Kaltkathodenentladungslichtquelle 1 anliegende Spannung, so daß die Kaltkathodenentladungslichtquelle 1 erlischt. Die Ausstrahlung von Licht wird somit im wesentlichen für die Zeit unterbrochen, in der der zweite Schalter 27 in dem geöffneten Zustand ist. Ist die durch den zweiten Schalter 27 verursachte Unterbrechung sehr kurz und wiederholt sie sich mit einer hinreichend großen Frequenz, so kann sie von einem menschlichen Auge nicht wahrgenommen werden. Das menschliche Auge nimmt vielmehr wahr, daß sich die Lichtquelle verdunkelt. Folglich ist es möglich, durch eine Variation der Dauer der durch den zweiten Schalter 27 verursachten Unterbrechung eine Dimmung der Kaltkathodenentladungslichtquelle 1 durchzuführen. Der zweite Taktgenerator 25 steuert dabei den zweiten Schalter 27 vorzugsweise mit einer Frequenz von in etwa 150 Hz an. Diese Frequenz ist so hoch, daß ein Flimmern der Lampe von einem menschlichen Auge im allgemeinen nicht wahrgenommen wird.In FIG. 4, a second switch 27 is arranged between the first switch 10 and the first pole 11 of the DC voltage source 12 . The second switch 27 is controlled by a second clock generator 25 via a second line 26 . The second switch can be switched between an open and a closed state via this control. If the second switch 27 is closed, there is a conductive connection between the first switch 10 and the first pole 11 . If the second switch 27 is open, the conductive connection between the first switch 10 and the first pole 11 of the DC voltage source 12 is interrupted. If the second switch 27 is closed, the circuit then present corresponds to the exemplary embodiment explained in FIG. 2. However, if the second switch 27 is open, the resonant circuit consisting of the coil 8 and the first capacitor 4 cannot be excited, since the connection to the DC voltage source 12 is interrupted. As a result, the resonant circuit is discharged. As a result, the voltage applied to the cold cathode discharge light source 1 drops, so that the cold cathode discharge light source 1 goes out. The emission of light is thus essentially interrupted for the time in which the second switch 27 is in the open state. If the interruption caused by the second switch 27 is very short and is repeated at a sufficiently high frequency, it cannot be perceived by a human eye. Rather, the human eye perceives that the light source is darkening. Consequently, it is possible to carry out dimming of the cold cathode discharge light source 1 by varying the duration of the interruption caused by the second switch 27 . The second clock generator 25 controls the second switch 27 preferably with a frequency of approximately 150 Hz. This frequency is so high that flickering of the lamp is generally not perceived by a human eye.

In der Fig. 5 ist ein Beispiel für ein Ansteuersignal 30 über einer Zeitachse 37 dargestellt, das von dem zweiten Taktgenerator 25 auf den zweiten Schalter 27 gegeben wird. In einem ersten Zustand 31 ist der zweite Schalter 27 geschlossen und in einem zweiten Zustand 32 ist der zweite Schalter 27 geöffnet. Eine Periode 33 besteht aus einem ersten Zeitintervall 34 und aus einem zweiten Zeitintervall 35. In dem ersten Zeitintervall 34 ist der zweite Schalter 27 in dem ersten Zustand 31, in dem zweiten Zeitintervall 35 ist der zweite Schalter 27 in dem zweiten Zustand 32. Ein typischer Spannungsverlauf 36, wie er an der Sekundärseite des Transformators 2 auftritt, ist ebenfalls in der Fig. 5 über der gleichen Zeitachse 37 dargestellt. Zu Beginn des ersten Zeitintervalls 34 zündet die Kaltkathodenentladungslichtquelle 1 bei einer Zündspannung, die höher als eine anschließende Betriebsspannung ist. Wird mit Beginn des zweiten Intervalls 35 die Spannungszufuhr zu dem Schwingkreis unterbrochen, so ist ein exponentieller Abfall der an der Sekundärseite des Transformators 2 zwischen dem ersten sekundärseitigen Anschluß 17 und dem zweiten sekundärseitigen Anschluß 18 gemessenen Spannung festzustellen. Wird eine maximale Helligkeit gewählt, so entfällt das zweite Intervall 35, da der zweite Schalter 27 die gesamte Zeit geschlossen bleibt. Eine minimale, durch Ansteuerung des zweiten Schalters 27 vorgebbare Helligkeit wird erreicht, wenn das erste Zeitintervall 34 etwa 70% der Periode 33 beträgt. Die Dauer der Periode 33 liegt vorzugsweise zwischen 6 ms und 7 ms.In FIG. 5, an example of a drive signal 30 is shown on a time axis 37, which is supplied from the second clock generator 25 to the second switch 27. In a first state 31 the second switch 27 is closed and in a second state 32 the second switch 27 is open. A period 33 consists of a first time interval 34 and a second time interval 35 . In the first time interval 34 , the second switch 27 is in the first state 31 , in the second time interval 35 the second switch 27 is in the second state 32 . A typical voltage curve 36 , as occurs on the secondary side of the transformer 2 , is also shown in FIG. 5 over the same time axis 37 . At the beginning of the first time interval 34, the cold cathode discharge light source 1 ignites at an ignition voltage that is higher than a subsequent operating voltage. If the voltage supply to the resonant circuit is interrupted at the beginning of the second interval 35 , an exponential drop in the voltage measured on the secondary side of the transformer 2 between the first secondary-side connection 17 and the second secondary-side connection 18 can be determined. If a maximum brightness is selected, the second interval 35 is omitted since the second switch 27 remains closed for the entire time. A minimum brightness, which can be predetermined by activating the second switch 27 , is achieved when the first time interval 34 is approximately 70% of the period 33 . The duration of the period 33 is preferably between 6 ms and 7 ms.

In der Fig. 6 ist die Gleichspannungsquelle 12 durch eine regelbare Gleichspannungsquelle 40 mit einem ersten Pol 41 und einem zweiten Pol 42 ersetzt. Bei der regelbaren Gleichspannungsquelle 40 ist die von ihr ausgegebene Spannung in einem vorgegebenen Spannungsbereich regelbar. Die Regelung kann manuell durch einen Benutzer, z. B. durch ein Potentiometer, oder automatisch erfolgen. Da durch die absolute Höhe der Spannung, die von der regelbaren Gleichspannungsquelle 40 ausgegeben wird, weder die Größe der Spannungsüberhöhung durch den Schwingkreis, noch die durch den zweiten Schalter 27 erzeugte Pulsweitenmodulation beeinflußt wird, ist durch die Spannungsregelung die Helligkeit der Kaltkathodenentladungslichtquelle 1 zusätzlich regelbar. Hierbei muß jedoch beachtet werden, daß die Betriebsspannung bzw. die Zündspannung der Kaltkathodenentladungslichtquelle 1 nicht unterschritten wird.In FIG. 6, the DC voltage source 12 is replaced by an adjustable DC voltage source 40 to a first pole 41 and a second pole 42nd In the case of the controllable DC voltage source 40 , the voltage it outputs can be regulated in a predetermined voltage range. The control can be done manually by a user, e.g. B. by a potentiometer, or automatically. Since neither the magnitude of the voltage increase by the resonant circuit nor the pulse width modulation generated by the second switch 27 is influenced by the absolute magnitude of the voltage that is output by the controllable direct voltage source 40 , the brightness of the cold cathode discharge light source 1 can additionally be regulated by the voltage regulation. However, it must be ensured here that the operating voltage or the ignition voltage of the cold cathode discharge light source 1 is not undercut.

In der Fig. 7 ist eine spezielle Realisierung des ersten Schalters 10, der hier gestrichelt dargestellt ist, durch einen ersten MOSFET (Metal Oxid Semiconductor Field Effect Transistor) 100 und einen zweiten MOSFET 110 sowie des zweiten Schalters 27 durch einen dritten MOSFET 270 dargestellt. Der erste MOSFET 100 wird über eine dritte Leitung 151 über seinen Gateanschluß und der zweite MOSFET 110 über eine vierte Leitung 152 ebenfalls über seinen Gateanschluß von einem dritten Taktgenerator 140 angesteuert, der den ersten Taktgenerator 14 ersetzt. Der dritte Taktgenerator 140 verfügt hierfür über zwei Ausgänge. Der durch den ersten und den zweiten MOSFET realisierte erste Schalter 10 hat in diesem Ausführungsbeispiel zwei Eingänge, über den der Schalter gesteuert wird, nämlich für die dritte Leitung 151 und die vierte Leitung 152. Der dritte MOSFET 270 wird ebenfalls über seinen Gateanschluß von dem zweiten Taktgenerator 25 über die zweite Leitung 26 angesteuert. Der dritte MOSFET 270 ist mit seinem Drainanschluß mit dem ersten Pol 11 der Gleichspannungs quelle 12 verbunden. Der Sourceanschluß des dritten MOSFETs 270 ist mit dem Drainanschluß des zweiten MOSFETs 110 verbunden. Der Sourceanschluß des zweiten MOSFETs 110 ist sowohl mit dem Drainanschluß des ersten MOSFETs 100 als auch mit dem zweiten Kondensator 9 sowie über diesen mit der Spule 8 und über diese mit dem ersten Kondensator 4 und dem zweitem primärseitigen Anschluß des Transformators 2 verbunden. Der Sourceanschluß des ersten MOSFET 100 ist mit Masse 6 verbunden. Der Dritte MOSFET 270 ist abhängig von einem an seinen Gateanschluß angelegten Spannungswert geöffnet oder geschlossen. Auf das zweite MOSFET 110 wird von dem dritten Taktgenerator 140 ein Rechtecksignal gegeben, daß gegenüber einem auf das erste MOSFET 100 gegebenen Rechtecksignal im wesentlichen invertiert ist. Hierdurch ist entweder das erste MOSFET 100 oder das zweite MOSFET 110 leitend geschaltet. Hierdurch ist die Funktion des ersten Schalters 10 durch das erste und zweite MOSFET 100, 110 realisiert. Um sicherzustellen, das bei einem Umschaltevorgang, bei dem ein MOSFET leitend wird und der andere sperrt, kurzzeitig beide MOSFETs leitend sind, werden vorzugsweise für einen kurzen Zeitraum z. B. 1/100 eines Intervalls zwischen zwei Schaltungsvorgängen beide MOSFETs sperrend geschaltet. FIG. 7 shows a special implementation of the first switch 10 , which is shown here in broken lines, by a first MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 100 and a second MOSFET 110, and the second switch 27 by a third MOSFET 270 . The first MOSFET 100 is controlled via a third line 151 via its gate connection and the second MOSFET 110 via a fourth line 152 also via its gate connection by a third clock generator 140 , which replaces the first clock generator 14 . The third clock generator 140 has two outputs for this. In this exemplary embodiment, the first switch 10 implemented by the first and the second MOSFET has two inputs, via which the switch is controlled, namely for the third line 151 and the fourth line 152 . The third MOSFET 270 is also controlled via its gate connection by the second clock generator 25 via the second line 26 . The third MOSFET 270 is connected with its drain connection to the first pole 11 of the DC voltage source 12 . The source terminal of the third MOSFET 270 is connected to the drain terminal of the second MOSFET 110 . The source connection of the second MOSFET 110 is connected both to the drain connection of the first MOSFET 100 and to the second capacitor 9, and via this to the coil 8 and via this to the first capacitor 4 and the second primary-side connection of the transformer 2 . The source terminal of the first MOSFET 100 is connected to ground 6 . The third MOSFET 270 is open or closed depending on a voltage value applied to its gate terminal. The second clock generator 140 outputs a square-wave signal to the second MOSFET 110 which is essentially inverted with respect to a square-wave signal given to the first MOSFET 100 . As a result, either the first MOSFET 100 or the second MOSFET 110 is turned on . As a result, the function of the first switch 10 is realized by the first and second MOSFET 100 , 110 . In order to ensure that both MOSFETs are briefly conductive during a switching process in which one MOSFET becomes conductive and the other blocks, z. B. 1/100 of an interval between two switching operations switched both MOSFETs blocking.

In Fig. 8 ist das Spannungsverhältnis einer an der Sekundärseite des Transformators 2 gemessenen Effektivspannung gegenüber der von der Gleichspannungsquelle 12 bzw. 40 erzeugten Spannung auf einer Y-Achse 51 in Dezibel gegenüber der Frequenz auf einer X-Achse 53 aufgetragen. Die Auftragung über der Y-Achse erfolgt linear zwischen einem Minimalwert 43 von 20 Dezibel und einem Maximalwert 52 von 60 Dezibel. Die Auftragung auf der X- Achse 53 erfolgt logarithmisch zwischen einem Minimalwert 44 von 10 kHz und einem Maximalwert 45 von 100 kHz. Die Einteilung der X-Achse 53 beziehungsweise der Y-Achse 51 erfolgt jeweils in entsprechenden 10er Schritten. In der Fig. 8 ist eine erste Kurve 46 und eine zweite Kurve 47 aufgetragen. Die erste Kurve 46 wird erreicht, solange die Lampe noch nicht gezündet hat. Wird die Resonanzfrequenz 48 erreicht, so zündet die Kaltkathodenentladungslichtquelle 1, verändert damit ihren Ohmschen Widerstand und beeinflußt hierdurch die Güte des primärseitigen Resonanzkreises. Nach einer Zündung der Lampe findet deshalb ein Übergang auf die zweite Kurve 47 statt, der durch einen Pfeil 49 gekennzeichnet ist. Nun kann eine Dimmung, also eine Regulierung der von einem menschlichen Auge empfundenen Helligkeit der Lichtquelle, vorzugsweise in einem Frequenzbereich 50 erfolgen, der gestrichelt begrenzt dargestellt ist. Dabei ist es wichtig, daß keine Anregungsfrequenz gewählt wird, bei der sich die erste Kurve 46 mit der zweiten Kurve 47 schneidet. Der Verlauf der beiden Kurven 46, 47 ist dabei von den Eigenschaften der verwendeten Bauteile abhängig. In einem in der Fig. 8 nicht dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt eine Dimmung durch eine Variation der Frequenz ausgehend von einer Resonanzfrequenz des Schwingkreises von etwa 40 kHz in einem Bereich von ca. 35 kHz bis hin zu 80 kHz.In FIG. 8, the voltage ratio of a measured at the secondary side of the transformer 2 rms voltage compared to that of the DC voltage source 12 and 40, the voltage generated on a Y-axis is plotted in decibels versus frequency on an X-axis of 53 51. The application over the Y axis is linear between a minimum value 43 of 20 decibels and a maximum value 52 of 60 decibels. The application on the X-axis 53 takes place logarithmically between a minimum value 44 of 10 kHz and a maximum value 45 of 100 kHz. The division of the X-axis 53 and the Y-axis 51 takes place in corresponding steps of 10. A first curve 46 and a second curve 47 are plotted in FIG. 8. The first curve 46 is reached as long as the lamp has not yet ignited. If the resonance frequency 48 is reached, the cold cathode discharge light source 1 ignites, thereby changing its ohmic resistance and thereby influencing the quality of the primary-side resonance circuit. After the lamp has been ignited, there is therefore a transition to the second curve 47 , which is identified by an arrow 49 . Now dimming, that is to say regulation of the brightness of the light source perceived by a human eye, can preferably take place in a frequency range 50 , which is shown with a broken line. It is important that no excitation frequency is selected at which the first curve 46 intersects with the second curve 47 . The course of the two curves 46 , 47 is dependent on the properties of the components used. In an embodiment not shown in FIG. 8, dimming is carried out by varying the frequency, starting from a resonance frequency of the oscillating circuit of approximately 40 kHz in a range from approximately 35 kHz to 80 kHz.

In der Fig. 9 ist ein Strom durch die Kaltkathodenentladungslichtquelle 1 in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt. Der Strom wird durch eine Kurve 55 repräsentiert, die über einer Zeitachse 56 aufgetragen ist. In einem ersten Zeitintervall 57 fließt ein Wechselstrom mit einer hohen Amplitude und in einem zweiten Zeitintervall 58 ein Wechselstrom mit einer niedrigen Amplitude, bei der jedoch die Lampe noch gerade nicht erlischt. In dem ersten Zeitintervall 57 erfolgt eine Schwingung des Stromes mit einer Frequenz nahe der Resonanzfrequenz und in dem zweiten Zeitintervall 58 mit einer Frequenz, die größer als die Resonanzfrequenz ist, vorzugsweise etwa 10 kHz bis 20 kHz mehr als die Resonanzfrequenz. Da die Schwingung des Stromes der Anregung über das Wechseln des ersten Schalters 10 folgt, entspricht diese Frequenz derjenigen, mit der der erste Schalter 10 zwischen seinem ersten und seinem zweiten Zustand geschaltet wird. Während in dem ersten Zeitintervall 57 die Lichtquelle hell leuchtet, ist in dem zweiten Zeitintervall 58 nur noch ein minimales Leuchten erkennbar. Ähnlich der anhand der Fig. 5 erläuterten Pulsweitenmodulation erscheint die Lampe somit für den Betrachter dunkler. Da jedoch weiterhin ein Strom durch die Lampe getrieben wird, bleibt die Ionisierung des Gases erhalten und eine anschließende Zündung der Lampe kann bei einer niedrigeren Zündspannung und damit ohne auftretende Spannungsspitzen erfolgen. FIG. 9 shows a current through the cold cathode discharge light source 1 as a function of time. The current is represented by a curve 55 , which is plotted over a time axis 56 . In a first time interval 57 , an alternating current with a high amplitude flows and in a second time interval 58 an alternating current with a low amplitude, in which, however, the lamp is not yet going out. In the first time interval 57 , the current oscillates at a frequency close to the resonance frequency and in the second time interval 58 at a frequency that is greater than the resonance frequency, preferably about 10 kHz to 20 kHz more than the resonance frequency. Since the oscillation of the current follows the excitation by changing the first switch 10 , this frequency corresponds to that with which the first switch 10 is switched between its first and its second state. While the light source shines brightly in the first time interval 57 , only a minimal glow can be seen in the second time interval 58 . Similar to the pulse width modulation explained with reference to FIG. 5, the lamp thus appears darker to the viewer. However, since a current continues to be driven through the lamp, the ionization of the gas is retained and the lamp can then be ignited at a lower ignition voltage and thus without voltage peaks occurring.

In der Fig. 10 ist ebenfalls eine Stromkurve 60 durch die Kaltkathodenentladungslichtquelle 1 dargestellt, wobei die Stromkurve 60 über einer Zeitachse 61 aufgetragen ist. Während in einem ersten Zeitintervall 62 und in einem vierten Zeitintervall 65 ein Wechselstrom mit einer maximalen Amplitude fließt, so fließt in einem zweiten Zeitintervall 63 ein Strom mit einer etwa halb so hohen Amplitude und in einem dritten Zeitintervall 64 mit einer wesentlich kleineren Amplitude, vorzugsweise mit weniger als 10% der maximalen Amplitude. Dabei ist die Frequenz in dem zweiten Zeitintervall 63 größer als die Frequenz in dem ersten Zeitintervall 62 bzw. in dem vierten Zeitintervall 65. Die Frequenzen in dem dritten Zeitintervall 64 ist wiederum größer gegenüber der Frequenz in dem zweiten Zeitintervall 63. Das vierte Zeitintervall 65 entspricht dabei wieder dem ersten Zeitintervall 62. Eine Ansteuerungsperiode setzt sich also aus dem ersten, zweiten und dritten Zeitintervall zusammen und wird beliebig wiederholt. Hierdurch ist eine Frequenzabfolge der jeweils zu dem ersten, zweitem und dritten Zeitintervall gehörenden Frequenz definiert. Durch eine Beeinflussung der jeweils in dem ersten, zweiten und dritten Zeitintervall gewählten Frequenzen ist ebenso wie bei der zu der Fig. 9 erläuterten Dimmung eine Beeinflussung der Helligkeit der Kaltkathodenentladungslichtquelle möglich. Gegenüber der zu der Fig. 9 erläuterten Dimmung ist hier jedoch eine effektivere Dimmung möglich, da nun nicht mehr nur die Extremzustände eines minimalen und eines maximalen Stromes zur Verfügung stehen, die durch die Lichtquelle getrieben werden, sondern durch eine hier gewählte Frequenzabfolge auch Zwischenzustände zur Verfügung stehen. In einem in der Zeichnung nicht dargestellten Ausführungsbeispiel sind noch mehr Zwischenzustände oder auch eine kontinuierliche Variation der Frequenz möglich.In the Fig. 10 is a current curve is also shown through the cold cathode discharge light source 1 60, wherein the current curve is plotted 60 over a time axis 61. While in a first time interval 62 and in a fourth time interval 65 an alternating current flows with a maximum amplitude, in a second time interval 63 a current flows with an amplitude approximately half as high and in a third time interval 64 with a substantially smaller amplitude, preferably with less than 10% of the maximum amplitude. The frequency in the second time interval 63 is greater than the frequency in the first time interval 62 or in the fourth time interval 65 . The frequencies in the third time interval 64 are in turn higher than the frequency in the second time interval 63 . The fourth time interval 65 again corresponds to the first time interval 62 . A control period is composed of the first, second and third time interval and is repeated as often as required. In this way, a frequency sequence of the frequency belonging to the first, second and third time interval is defined. By influencing the frequencies selected in each case in the first, second and third time interval, as in the case of the dimming explained for FIG. 9, it is possible to influence the brightness of the cold cathode discharge light source. Compared to the dimming explained in FIG. 9, however, a more effective dimming is possible here, since not only are the extreme states of a minimum and a maximum current available, which are driven by the light source, but also intermediate states by a frequency sequence selected here To be available. In an embodiment not shown in the drawing, even more intermediate states or a continuous variation of the frequency are possible.

In der Fig. 11 ist ein Verfahren zur Ansteuerung der Kaltkathodenentladungslichtquelle 1 dargestellt. Der erste Taktgenerator 14 bzw. der dritte Taktgeneratoren 140 sowie der zweite Taktgenerator 25 werden dabei durch einen in der Zeichnung nicht dargestellten Mikroprozessor gesteuert. In einem Initialisierungsschritt 70 werden sowohl der Mikroprozessor, als auch die Taktgeneratoren mit einer Spannung versorgt. Die Gleichspannungsquelle 12 wird mit dem Schaltkreis verbunden. In einem anschließenden Berechnungsschritt 71 werden Frequenzen und eine Frequenzabfolge der Rechtecksignale berechnet, die von dem ersten Taktgenerator 14 bzw. dem dritten Taktgenerator 140 auf den ersten Schalter 10 gegeben werden, wie Sie z. B. zu den Fig. 9 und 10 erläutert wurden. Ferner wird die Signalform des Rechtecksignales festgelegt, mit dem der zweite Schalter 27 durch den zweiten Taktgenerator 25 angesteuert wird. Ist die Lampe noch nicht gezündet, so wird für die gewählten Frequenzen und Frequenzabfolgen ein gespeicherter Wert verwendet. In einem anschließenden Betriebsschritt 72 gibt der erste Taktgenerator 14 bzw. der dritte Taktgenerator 140 das Rechtecksignal mit den in dem Berechnungsschritt 71 festgelegten Frequenzen in der festgelegten Frequenzabfolge aus. Der zweite Taktgenerator 25 gibt ebenfalls sein Rechtecksignal aus. In einem anschließenden Entscheidungsschritt 73 wird die Helligkeit der Kaltkathodenentladungslichtquelle überprüft. Dies kann zum Beispiel durch die Messung mit einer Fotodiode oder einem Fototransistor erfolgen. Die Messung kann ebenfalls durch den Mikroprozessor gesteuert werden. Liegt die Helligkeit innerhalb eines vorgegebenen Bereichs, so wird zu dem Betriebsschritt 72 zurückverzweigt und es erfolgt eine Ansteuerung mit der bisher verwendeten Frequenz. Liegt die Helligkeit dagegen nicht innerhalb des vorgegebenen Bereichs, so wird zu dem Berechnungsschritt 71 zurückverwiesen. Der Mikroprozessor berechnet nun, aufgrund der gemessenen Helligkeitsdaten, neue Frequenzen und/oder Frequenzabfolgen, mit der im anschließenden Betriebsschritt 72 die Ansteuerung erfolgt. In die Berechnung kann auch eine Temperaturmessung der Lampe mit einbezogen werden. Soll die Kaltkathodenentladungslichtquelle 1 abgeschaltet werden, so erfolgt nach dem Entscheidungsschritt 73 eine Deaktivierung 74, bei der die Gleichspannungsquelle 12 bzw. 40 elektrisch von der Ansteuerschaltung getrennt wird. Dies erfolgt z. B. durch ein dauerhaftes Öffnen des zweiten Schalters 27 oder durch einen in den Figuren nicht eingezeichneten zusätzlichen Schalter, mit dem die Gleichspannungsquelle 12 von dem zweiten Schalter 27 getrennt werden kann. FIG. 11 shows a method for controlling the cold cathode discharge light source 1 . The first clock generator 14 and the third clock generators 140 and the second clock generator 25 are controlled by a microprocessor, not shown in the drawing. In an initialization step 70 , both the microprocessor and the clock generators are supplied with a voltage. The DC voltage source 12 is connected to the circuit. In a subsequent calculation step 71 , frequencies and a frequency sequence of the square-wave signals are calculated, which are passed from the first clock generator 14 and the third clock generator 140 to the first switch 10 , as described for example in FIG. B. have been explained with reference to FIGS. 9 and 10. Furthermore, the waveform of the square-wave signal with which the second switch 27 is controlled by the second clock generator 25 is defined. If the lamp has not yet been ignited, a saved value is used for the selected frequencies and frequency sequences. In a subsequent operating step 72 , the first clock generator 14 or the third clock generator 140 outputs the square-wave signal with the frequencies specified in the calculation step 71 in the specified frequency sequence. The second clock generator 25 also outputs its square-wave signal. In a subsequent decision step 73 , the brightness of the cold cathode discharge light source is checked. This can be done, for example, by measuring with a photodiode or a phototransistor. The measurement can also be controlled by the microprocessor. If the brightness lies within a predefined range, the process branches back to operating step 72 and is controlled with the frequency previously used. If, on the other hand, the brightness is not within the predetermined range, reference is made back to calculation step 71 . The microprocessor now calculates, based on the measured brightness data, new frequencies and / or frequency sequences with which the control takes place in the subsequent operating step 72 . A temperature measurement of the lamp can also be included in the calculation. If the cold cathode discharge light source 1 is to be switched off, then a deactivation 74 takes place after the decision step 73 , in which the DC voltage source 12 or 40 is electrically separated from the control circuit. This is done e.g. B. by permanently opening the second switch 27 or by an additional switch, not shown in the figures, with which the DC voltage source 12 can be separated from the second switch 27 .

Claims

1. Method for controlling at least one cold cathode discharge light source ( 1 ), in particular a cold cathode fluorescent lamp, wherein a transformer ( 2 ) is connected to a primary circuit and to a secondary circuit, with a first voltage applied to a primary side ( 5 , 7 ) of the transformer ( 2 ) is transformed to a higher second voltage on a secondary side ( 17 , 18 ) of the transformer, a supply voltage from a voltage source ( 12 , 40 ) being made available in the primary circuit and the at least one cold cathode discharge light source ( 1 ) being operated in the secondary circuit , characterized in that an oscillating circuit comprising at least one coil ( 8 ) and a capacitor ( 4 ) is provided in the primary circuit for igniting the at least one cold cathode discharge light source ( 1 ), that the oscillating circuit is activated by switching a first switch ( 10 ) to a swing It is excited that the switch is repeatedly switched between a first and a second state and that in the first state the voltage source ( 12 , 40 ) is included in the primary circuit and that in the second state the voltage source ( 12 , 40 ) from the primary circuit is excluded.

2. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a DC voltage component of the first voltage by a ( 9 , 20 ) capacitor in a circuit on the primary side and / or that a DC voltage component of the second voltage by a capacitor ( 3 ) in the circuit is coupled out on the secondary side of the transformer.

3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the connection of the voltage source to the primary circuit by a second switch ( 27 ) is interrupted at least temporarily.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that after the ignition of the cold cathode discharge light source ( 1 ), a frequency with which the state of the first switch ( 10 ) is changed between the first and the second state, for dimming the brightness of the cold cathode discharge light source ( 1 ) is varied.

5. The method according to claim 4, characterized in that the state of the first switch ( 10 ) in a first time interval ( 57 , 62 , 65 ) is changed at a first frequency between the first and the second state, and that in a second time interval ( 58 , 64 ) the state of the first switch ( 10 ) is changed with a second frequency between the first and the second state, that the first frequency is chosen approximately according to the resonance frequency of the resonant circuit, that the second frequency is removed from the resonance frequency of the Vibration circuit is selected and that a gas discharge in the cold cathode discharge light source ( 1 ) is obtained in the second time interval.

6. The method according to claim 5, characterized in that between the first time interval ( 62 , 65 ) and the second time interval ( 64 ), a further time interval ( 63 ) is inserted, in which the change in the state of the first switch ( 10 ) with a Frequency takes place, which lies approximately in the middle between the frequency in the first time interval ( 62 , 65 ) and the second time interval ( 64 ).

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the first switch ( 10 , 100 ) and / or the second switch ( 27 , 270 ) are controlled via at least one microcontroller or microprocessor.

8. Device for controlling a cold cathode discharge light source, wherein a transformer ( 2 ) is arranged with a primary circuit and a secondary circuit and wherein at least one cold cathode discharge light source ( 1 ) is arranged in the secondary circuit, characterized in that in the primary circuit an at least one capacitor ( 4 ) and an oscillating circuit comprising a coil ( 8 ) is arranged, that in the primary circuit a first switch ( 10 ) is arranged which has a first and a second state, that in the first state a voltage source ( 12 , 40 ) is included in the primary circuit is that the voltage source ( 12 , 40 ) is excluded from the primary circuit in the second state and that the oscillating circuit can be excited to oscillate by one repeated change of the first switch ( 10 ) between the first and the second state and one on the capacitor ( 4 ) or the coil ( 8 ) of the resonant circuit is applied to a primary side of the transformer ( 2 ).

9. Control device according to claim 8, characterized in that at least one additional capacitor ( 3 , 9 , 20 ) is arranged for decoupling the DC component in the primary circuit or in the secondary circuit.

10. Control device according to one of claims 8-9, characterized in that the connection between the voltage source and the primary circuit by a second switch ( 27 ) is at least temporarily separable.

11. Control device according to one of claims 8-10, characterized in that a frequency for the change between the first and the second state of the first switch ( 10 ) is variable.

12. Control device according to one of claims 8-11, characterized in that the control of the first ( 10 , 100 , 110 ) and / or the second switch ( 27 , 270 ) via a microcontroller and / or a microprocessor.

13. Device for control according to one of the claims 8-12, characterized in that the device part backlighting of a liquid crystal display in a motor vehicle.